[發明專利]一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法及裝置

在審

• 申請號: 202010015855.7
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111189885A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 郝志斌
• 申請（專利權）人: 天津農學院
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王雨晴

1.一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、在樹干上沿軸向選取兩點并分別布設金屬電極a和金屬電極b；

步驟2、計算步驟1中金屬電極a、金屬電極b和樹干構成的電源的內阻；

步驟3、通過樹干含水率與電源內阻之間的關系模型MC＝f(R_i)計算樹干含水率；

其中，MC是樹干含水率，R_i是電源內阻，函數f(R_i)的表達式由樹種和待測組織確定。

2.根據權利要求1所述的一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法，其特征在于：所述步驟1的具體方法為：將金屬電極a和金屬電極b的前端布設至樹干待測組織，去除電極周圍的非待測組織，并在金屬電極a和金屬電極b的末端覆蓋絕緣材料。

3.根據權利要求1所述的一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法，其特征在于：所述步驟1的金屬電極a和金屬電極b分別為錐形不銹鋼電極和錐形銅電極；所述金屬電極a和金屬電極b兩電極布設點之間的距離為8-12cm。

4.根據權利要求1所述的一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法，其特征在于：所述步驟2的具體方法為：

測量步驟1的金屬電極a和金屬電極b兩電極之間的開路電壓，然后在兩電極之間跨接電阻并測量電阻兩端的電壓，計算電極a、電極b和樹干構成的電源的內阻。

5.一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、建立樹干含水率與電源內阻之間的關系模型MC＝f(R_i)；

其中，MC是樹干含水率，R_i是電源內阻，函數f(R_i)的表達式由樹種和待測組織確定；

步驟2、在樹干上沿軸向選取兩點并分別布設金屬電極a和金屬電極b；

步驟3、計算步驟2中金屬電極a、金屬電極b和樹干構成的電源的內阻；

步驟4、通過樹干含水率與電源內阻之間的關系模型MC＝f(R_i)計算樹干含水率。

6.根據權利要求5所述的一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法，其特征在于：所述步驟1的樹干含水率與電源內阻之間的關系模型MC＝f(R_i)的確定方法，包括以下步驟：

(1)取活立木枝干樣本；

(2)取兩個金屬電極a、b，測量兩個金屬電極的總重量；

(3)沿樣本軸向選取兩點并分別布設金屬電極a和金屬電極b；

(4)將活立木枝干樣本置于通風干燥處，連續測量活立木枝干樣本與兩個金屬電極的總重量、兩個金屬電極與活立木枝干樣本構成的電源的內阻，直到所取活立木枝干樣本重量不再變化；

(5)計算各測量時刻的活立木枝干樣本的含水率，與電源內阻進行回歸分析，確定含水率與電源內阻之間的關系模型。

7.根據權利要求5所述的一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法，其特征在于：所述步驟2的具體方法為：將金屬電極a和金屬電極b的前端布設至樹干待測組織，去除電極周圍的非待測組織，并在金屬電極a和金屬電極b的末端覆蓋絕緣材料。

8.根據權利要求5所述的一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法，其特征在于：所述步驟2的金屬電極a和金屬電極b分別為錐形不銹鋼電極和錐形銅電極；所述金屬電極a和金屬電極b兩電極布設點之間的距離為8-12cm。

9.根據權利要求5所述的一種基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法，其特征在于：所述步驟3的具體方法為：

測量步驟2的金屬電極a和金屬電極b兩電極之間的開路電壓，然后在兩電極之間跨接電阻并測量電阻兩端的電壓，計算電極a、電極b和樹干構成的電源的內阻。

10.如權利要求1至9任一項權利要求所述的基于等效電源內阻的樹干含水率測量方法的電源內阻和重量參數的自動采集裝置，其特征在于：包括模擬開關、外接電阻R_L、放大器、濾波器、壓力傳感器和控制器；

所述模擬開關的一端外接金屬電極a，另一端通過外接電阻R_L與金屬電極b相連接，用于引入外接電阻R_L兩端的電壓信號；該模擬開關的控制端與控制器相連接，用于控制外接電阻R_L的接通與斷開；所述模擬開關的輸出端和金屬電極b分別與放大器相連接，用于對模擬開關引入的電壓信號進行放大；該放大器的輸出端與濾波器相連接，用于對該電壓信號進行濾波；該濾波器的輸出端與控制器相連接，用于讀取該電壓信號；所述壓力傳感器用于測量活立木枝干樣本、金屬電極a和金屬電極b的重量，其輸出端與控制器相連接，用于接收壓力傳感器的測量值；所述控制器用于控制模擬開關工作狀態，并根據濾波器輸出的電壓信號、壓力傳感器輸出的測量值計算電源內阻和重量參數。